• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.22 no.1
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• pp.22-27
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• 2012

This paper presents a ball screw-driven robotic gripper mechanism which is possible to grasp an object and analyzes its kinematic feature for grasping by simulation. For the purpose of identifying the feature of the robot gripper, we try to confirm the kinematics relating the joint space of the driving actuator to the gripper's tip space. To be specific, the proposed robot gripper employs one actuator and a symmetrical closed-chain structure. As a result, the specified robot gripper has an advantage of robustness to external forces structurally, and it is easy to implement simple grasping operations. Also the gripper has a useful squeezing effect for power grasping.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2021.11a
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• pp.409-412
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• 2021

본 논문에서는 카페나 패스트푸드점같은 장소에서 인간을 대신하여 임의의 위치에 있는 다양한 컵을 3D 카메라로 검출하여 알맞은 위치로 분리수거하는 6축 수직 다관절 로봇 팔을 설계하였다. Yaw-Pitch-Pitch-Pitch-Yaw-Yaw 6축 구조로 설계하였으며, 이를 구동하기 위한 관절 구동기의 용량을 분석을 통해 최적화하였다. 각각 재질이 다른 컵을 그리퍼를 이용하여 잘 파지할 수 있도록 재질에 따른 파지력을 분석하였고 압력센서를 이용하여 재질이 다른 컵을 구분하여 분리수거 할 수 있도록 하였다. 실험을 통해 로봇의 성능과 개선점을 제시하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.37 no.12
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• pp.1529-1534
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• 2013

A voice coil actuator with a rotating moving magnet has been developed for a miniaturized mobile robot. The actuator has simple structure comprising a magnet, a coil, and a yoke. Actuator performance is predicted using a linearized theoretical model, and dynamic performance based on the air-gap between the magnet and the coil is predicted using motor constant and restoring constant obtained through finite element simulations. The theoretical model was verified using a prototype with 60 Hz resonance and 80 Hz bandwidth. We found that an input of 1.5 V can make the actuator rotate by $20^{\circ}$ statically. The driving configuration of the proposed actuator can be simplified because of its implementation of open-loop control.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.35 no.1
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• pp.60-67
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• 2011

In this paper, the structure of a gravity compensator(GC) was studied, and the 6-axis robot manipulator which is newly developed by applying the GC is presented to improve the torque performance and repeatability error of the robot joint. The kinematics analysis on the robot was presented. Also, experiments of the performance of the joint actuator of robot adopting the gravity compensator were presented by the GC to $1^{st}$ and $2^{nd}$ joints of the robot arm. According to the experiment results, it was validated that the position errors and load torque of the robot joint actuator adopting the GC are reduced significantly.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.23 no.3
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• pp.208-213
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• 2013

The problem of finding control laws for underactuated systems has attracted growing attention since these systems are characterized by the fact that they have fewer actuators than the degrees of freedom to be controlled. A sliding mode control based on the theory of variable structure systems is a robust methodology to control nonlinear systems. In this paper, a sliding mode control with integral sliding function is proposed and asymptotical stability is proved in the Lyapunov's sense for underactuated systems. In order to verify the effectiveness of the proposed control, computer simulations for an acrobot, which is a representative underactuated system, are performed. Using Mathworks' Simulink/Simscape, the acrobot dynamics is implemented and the proposed control is composed. Simulations demonstrate the effectiveness and usefulness of the proposed control.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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• v.44 no.4 s.316
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• pp.35-41
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• 2007

In this paper a single-wheeled robot called GYROBO is built and its hardware is implemented. The single-wheeled robot is similar to a rolling disk relying on gyroscopic motions to maintain its balance. The GYROBO consists of three actuators: a spin motor a tilt motor, and a drive motor. The spin motor spins a flywheel at a high rate so that it provides the balancing stability to upright the robot. The tilt motor controls steering of the robot by gyroscopic effect. The drive motor makes forward accelerated motion to the robot. Several models are designed. Experimental works of the GYROBO to turn and move forward have been presented.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.04a
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• pp.251-252
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• 2008

본 연구는 6축 초중량물 핸들링로봇의 제어 성능을 구현하기 위해 전체적이 로봇의 제어에 가장 중요한 요소인 2축과 3축만을 가진 2축으로 된 실험용 로봇을 설계 제작하고 모션 제어기를 직접 설계하여 드라이브를 토크모드로 설정하고 구동실험을 수행하였다. 제어기로는 DSP를 사용하였으며 이는 초중량물을 핸들링하기 위해서는 샘플링주기를 작게 하기 위함이다. 해 연산 실행 속도가 빠른 DSP를 이용하였다. DSP와 AC 서보모터 드라이브 간의 인터페이스를 설계 제작 하였으며, PI제어기 알고리즘을 설계하여 직선보간 알고리즘에 적용함으로써 최종목적인 가반하중이 600Kg급 부하에도 강한 초중량물 핸들링 지능형 6축 로봇의 실현을 위해 원하는 경로를 부하의 영향에 받지 않는 고속 고응답성을 구현할 수 있는 2축 로봇제어에 대만 실험을 수행하였다. 속도, 위치제어에 대한 알고리즘으로는 PID 제어기를 사용하였다. 본 연구의 의의는 초중량물 핸들링 로봇의 제어에 있어서 로봇의 설계 및 제작이 최적화되어 있다면 작은 부하용 로봇의 제어와 크게 다를 바 없음을 보여주는데 있다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.814_815
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• 2009

본 논문은 로봇관절 구동 및 제어에 활용될 중공모터의 설계 및 특성해석에 대해 연구하였다. 로봇관절에 사용될 중공모터의 경우고 토크출력이 요구될 뿐만 아니라, 저속에서 제어 및 구동 신뢰성이 높은 운전특성이 요구된다. 또한 로봇 관절에 활용하기 위하여 배선처리가 간편한 중공타입의 구조가 요구된다. 따라서 우리는 로봇 구동 및 경량화가 가능하도록 유성기어와 결합이 가능한 외전형 타입의 영구자석 동기전동기의 설계 및 특성해석을 하였다. 먼저 로봇 관절에 적합하도록 FEA 기법을 이용하여 설계하였으며, 실제 시작기 모델을 제작하여 성능실험을 통해 제안된 모터의 특성을 분석하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1999.07g
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• pp.3027-3029
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• 1999

인간과 함께 협력하는 서어비스 산업에서 요구되는 로봇은 고정된 환경에서 단순 반복 작업을 하는 기존 산업용 로봇의 개념을 뛰어 넘어 변화하는 환경에서 이동하면서 물체 이송 및 조작 기능을 수행하는 작업 형태를 취한다. 일반적으로 서어비스 로봇은 이동 능력과 조작능력이 겸비된 mobile manipulator의 외양을 갖는 것이 가장 응용 분야가 넓다. 이러한 mobile manipulator는 구동 축만 10축 내외가 되므로 축별 서보 제어기와 종류별 센서 제어기들을 분산화 시키는 구조가 신뢰성, 연산 능력의 측면에서 바람직하다. 개방형 구조로써 서보 제어기와 센서 제어기의 결합에 따른 비용 절감을 위하여 저가의 고속 통신망을 사용하고, 제어기 구성 요소들의 수급 다양화와 보수 유지의 간편화를 위하여 개방화된 인터페이스 하드웨어를 채택한다. 또한 자체 동력원에 의해 구동되는 것이 작업범위에 제한을 가하지 않으므로 로봇 제어기가 로봇 내부에 실장되어 오랜 시간 운용 가능하도록 소형화된 구조를 지니도록 설계한다.

• Proceedings of the Korean Society of Marine Engineers Conference
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• 2011.10a
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• pp.77-78
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• 2011

한국해양연구원에서 개발 중인 Crabster 로봇팔을 기구학적으로 분석하고, 속도기구학을 매트랩을 이용하여 작업공간에 대해서도 분석 및 해석을 완료하였다. 운용자와 Crabster 로봇팔의 움직임을 고려해 개념 설계한 인간팔 크기의 7축 마스터 암 및 그립퍼의 기구부에 대해 2D 및 3D의 도면을 완성하였고, 마스터 암에 적용할 모터의 사양과 각 관절에 피드백 된 힘을 반영하기 위한 구동 모터의 엔코더를 이용한 위치 센서, DSP2812를 이용한 제어 명령 입력 장치와 구동 모터 드라이버를 포함한 마스터 - 슬레이브 시스템의 개념 설계를 완성하였다.